Есть ли какая-нибудь точка на земле, где Луна находится под горизонтом в течение длительного периода времени?


17

Когда я преподавал на уроке, почему на Земле сегодня времена года, я упоминал о том, как полюса Земли переживают месяцы дневного света и тьмы. Тогда один из моих учеников спросил, исчезает ли луна.

Используя orrery и строку, мы смотрели на орбиту луны вокруг Земли и пытались найти место, где луна была бы ниже горизонта на всю орбиту. В наших попытках мы не смогли найти такого места, хотя некоторые студенты предполагали, что, если вы окажетесь в нужном месте в нужное время, Луна могла бы сделать полную орбиту, хотя и была частично скрыта горизонтом.

Есть ли место на земле, где луна не может быть видна в течение долгого времени, как солнце в северных широтах? Или тот факт, что он вращается вокруг Земли, делает это невозможным?


Вы можете найти календарь восхода / захода луны для Южного полюса здесь: timeanddate.com/moon/antarctica/south-pole . Вы можете видеть, что луна никогда не опускается дольше, чем на пару недель.
Дэвид Х

Я бы сказал, что чем дольше вы можете избежать этого, тем больше половина звездного периода луны, а это около 13,5 дней.
Harogaston

В пещере :-) Я понимаю, что это не отвечает «намерению» вопроса, поэтому я оставил его как комментарий.
Джонатан

Ответы:


11

Зависит от толкования вашего вопроса ... Лучшие места, где нельзя наблюдать Луну - это северный и южный полюс. На северном полюсе вы сможете видеть только объекты над небесным экватором. Когда луна вращается вокруг Земли в течение одного месяца, ее орбита наклонена от небесного экватора. Этот наклон почти такой же, как наклон эклиптики (пути Солнца) с небесным экватором. Эклиптика пересекает экватор в двух противоположных точках на небесной сфере. Это означает, что примерно на половине своей орбиты Солнце и, поскольку орбита Луны находится вблизи эклиптики, также Луна будет выше эклиптики и, следовательно, будет видна с северного полюса.

При этом Луна не следует эклиптике точно, так как орбита Луны наклонена от эклиптики примерно на 5 °. Наклон эклиптики составляет 23 °, поэтому в очень особых условиях максимальная высота Луны над горизонтом на северном полюсе будет 18 ° в течение одного месяца. Продолжительность нахождения Луны над горизонтом на северном полюсе составитоколо 10 дней (предположение) около 13,6 дней (редактировать: см. комментарии ниже).

Поэтому если мы интерпретируем ваш вопрос следующим образом: есть ли место, где Луна будет находиться за горизонтом в течение длительного периода времени (> 1 месяца), тогда ответ НЕТ.

Но если это произойдет около июня, то Солнце также будет находиться над горизонтом на северном полюсе (в течение шести месяцев), и, поскольку Луна будет близка к Солнцу (поскольку оно более или менее следует за эклиптикой), оно будет очень трудно увидеть Луну в это время. Так что, если вы конкретно спросить , есть ли Луна не будет видна в течение длительного периода времени, то ответ ДА.

И, конечно, есть места с вечным облачным покровом ;-)


1
Отличный ответ, но я хотел бы добавить, что предположение, которое вы сделали за 10 дней, неверно. Орбита Луны всегда будет пересекать небесный экватор в двух диаметрально противоположных точках (поскольку оба являются большими кругами), и, как видно с Земли, период между этими двумя точками всегда будет около 13-14 дней (примерно половина ~ 27,2 дня). это его драконий период, «примерно» из-за эксцентриситета орбиты луны и ее размера, влияющего на время восхода и захода и т. д.).
Такку

@ Такку Да, ты прав! Боюсь, я этого не подумал. Я соответственно отредактировал ответ.
Dieudonné

Это предполагает, что луна - это точка (а не диск) и преломление отсутствует. Если принять во внимание оба из них, ответ может, по совпадению, быть ближе к 10 дням.
Баррикартер

5

В 87 градусах южной широты на главном меридиане (0 градусов восточной долготы) луна установилась в 01:21 UTC 22 ноября 2012 года и не поднималась снова до 2356 года 6 декабря 2012 года, в течение всего безлунного периода в 14 дней, 22 часов и 35 минут. Смотрите предостережения ниже.

Вы можете «проверить» этот расчет, посетив http://aa.usno.navy.mil/data/docs/RS_OneYear.php и введя следующие параметры:

введите описание изображения здесь

чтобы получить этот результат:


Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
             o  ,    o  ,                                                                              Astronomical Applications Dept.
Location:  000 00, S87 00                         Rise and Set for the Moon for 2012                   U. S. Naval Observatory        
                                                                                                       Washington, DC  20392-5420     
                                                            Universal Time                                                            


       Jan.       Feb.       Mar.       Apr.       May        June       July       Aug.       Sept.      Oct.       Nov.       Dec.  
Day Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set  Rise  Set
     h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m   h m  h m
01  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1821       **** ****  **** ****  **** ****       0649  ---- ----  ---- ----  ---- ----
02  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1255 0021  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
03  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
04  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1718       **** ****  **** ****  **** ****  1900 1121  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
05  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1030 0834  **** ****  **** ****  **** ****       0634  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
06  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  2356     
07  ---- ----  ---- ----  2222       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
08  ---- ----  ---- ----  1634 0339  **** ****  **** ****  **** ****       1038  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****
09  ---- ----  2057       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0200 0451  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0427 1338  **** ****
09                                                                                                                2341                
10  ---- ----  1425 1149  **** ****  **** ****  **** ****  2154 1518  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
11  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1029  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
12  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****
13  2049       **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0357       **** ****  **** ****
14  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****       1502  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****
15  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  0304 1024  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0824 1654  **** ****  **** ****  **** ****
16  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0325       **** ****  **** ****  **** ****
17  **** ****  **** ****  **** ****       1533  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
18  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****
19  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0754       **** ****  **** ****  **** ****  1143 0118
19                                                                                                                                2046
20  **** ****  **** ****       2102  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
21  **** ****  **** ****  0252 1604  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----
22  **** ****       2040  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1324 1819  **** ****  **** ****  **** ****       0121  ---- ----
23  **** ****  0810 1556  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0758       **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
24  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----
25  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1253 2338  **** ****  **** ****  **** ****  1214 0649  ---- ----  ---- ----
26       2026  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  0757       **** ****  **** ****  **** ****       0154  ---- ----  ---- ----
27  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----
28  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  1659 0645  ---- ----  ---- ----  ---- ----
29  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----  1303       **** ****  **** ****  **** ****       0213  ---- ----  ---- ----  ---- ----
30  ---- ----             ---- ----  ---- ----  **** ****  **** ****  **** ****  **** ****  ---- ----  ---- ----  ---- ----  ---- ----
31  ---- ----             ---- ----             **** ****             **** ****  **** ****             ---- ----             ---- ----

(**** object continuously above horizon)                                                      (---- object continuously below horizon)

NOTE: BLANK SPACES IN THE TABLE INDICATE THAT A RISING OR A SETTING DID NOT OCCUR DURING THAT 24 HR INTERVAL.

Обратите внимание, что с 22 ноября по 06 декабря (не включительно) подъем и заход на посадку равны «----», что означает «объект постоянно находится ниже горизонта».

Предостережения / примечания:

  • Как и в приведенной выше таблице, я полагаю, что 34 минуты преломления на горизонте. Это разумно для большинства мест, но может быть неразумным на 87 градусах южной широты. Если преломление было выше в течение расчетного безлунного периода, указанного выше, луна могла ненадолго взойти.

  • Это самый длинный безлунный период, который я мог бы оштрафовать между 2 января 2000 года и 12 марта 2016 года, временными рамками программы, которую я использую. Вне этого интервала могут быть более длительные безлунные периоды.

  • Процесс, который я использовал, не гарантирован, чтобы найти самый длинный безлунный период, даже в интервале выше. Другими словами, мог бы быть более длинный безлунный период, который я пропустил.

  • Несколько удивительно, что самый длинный безлунный период происходит так далеко от полюсов (т. Е. 3 градуса от южного полюса). Частично это связано с преломлением и тем, что луна имеет угловой диаметр, а не просто геометрическую точку. Кроме того, высота луны может быть на 3 градуса ниже на 87 градусов, чем на полюсе, что позволяет луне оставаться ниже горизонта чуть дольше.

  • Самый длинный безлунный период на южном полюсе (с оговорками выше) был с 1 июня 2013 года в 1104 до 16 июня 2013 года в 07:19, примерно на два с четвертью часа меньше, чем самый короткий общий безлунный период, который я обнаружил.

  • Самый длинный безлунный период на северном полюсе был с 18 декабря 2008 года в 2311 до 2 января 2009 года в 1155, примерно на полчаса короче, чем время южного полюса.

  • Программа, которую я написал, чтобы помочь мне найти это:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/bc-solve-astro-5894.c


2

Если вы пойдете достаточно далеко на север или юг, вы достигнете широты, где луна может находиться под горизонтом в течение нескольких дней, подобно «полуночному солнцу». По той же причине оно может быть над горизонтом на несколько дней.

На северном или южном полюсах Луна может находиться постоянно над или под горизонтом в течение почти 2 недель за один раз.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.